隧道土层压力荷载计算(地下铁道).docxVIP

5.1 工程概况 青岛地铁二号线汽车东站站采用明挖法施工，结构为框架结构。车站中心里程顶板覆土厚度3.5米，地下水位距地面3.5米，纵向柱子间距为8.4米，隧道顶板覆土为素填土，其天然重度为，路面荷载为，路面荷载超载系数取1.1。地层弹性反力系数为，钢筋混凝土重度，不考虑人防荷载，车站结构断面尺寸如图5-1所示。 图 5-1 车站横断面示意图 拟定车站主体结构相关构件的断面尺寸及工程材料如下表所示： 表 5-1 主体结构尺寸及工程材料表 类别 尺寸（m） 混凝土强度等级 主体结构 顶板 0.8 C35、P8混凝土 中板 0.4 C35混凝土 底板 0.8 C35、P8混凝土 顶纵梁 0.9×1.8 C35、P8混凝土 中纵梁 0.9×0.95 C35混凝土 底纵梁 0.9×2.0 C35、P8混凝土 中柱 0.8×1.2 C50、P8混凝土 侧墙 0.85 C50、P8混凝土 5.2 荷载类型及组合 5.2.1 荷载类型 结构设计所考虑的计算荷载主要有：偶然荷载，可变荷载和永久荷载，详见表5-2。 表 5-2地下结构荷载分类表 荷载类型 荷载名称 永 久 荷 载 结构自重 地层压力 静水压力及浮力 设备重量 地基下沉影响力 结构上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力 混凝土收缩及徐变影响 侧向地基抗力及地基反力 可 变 荷 载 基本可变荷载 地面车辆荷载及其动力作用 地面车辆荷载引起的侧向土压力 地铁车辆荷载及其动力作用 人群荷载 其他可变荷载 施工荷载 温度变化影响 偶然荷载 7度地震荷载 6级人防荷载 5.2.2 荷载组合 荷载的分项系数及组合系数按《建筑结构荷载规范》取值，取值如表5-3。 表 5-3 地铁车站结构计算荷载组合表 状态及组合 荷载种类 承载能力极限状态 正常使用极限状态 基本组合 标准组合 永久荷载 结构自重 1.1×1.35 1 覆土荷载 1.1×1.35 1 侧向土压力 1.1×1.35 1 侧向水压力 1.1×1.35 1 浮力 1.1×1.35 1 设备荷载 1.1×1.35 1 可变荷载 人群荷载 1.1×1.4×1.0×0.7 1 地面超载 1.1×1.4×1.0×0.7 1 地面超载引起的侧向土压力 1.1×1.4×1.0×0.7 1 备注 用于配筋计算 用于抗裂计算 5.3 主要计算参数 因为车站所处位置地层较多，为了使计算简便，将物理力学指标相近的地层通过加权平均合并为一层，经合并后，共有三个地层。 各土层具体信息如下表5-4： 表 5-4 标准断面处从地面至车站底板土层信息表 序号 岩土名称 厚度（m） 重度(kN/m3) 内摩擦角(°) 侧压力系数 1 素填土 3.5 18 22 0.455 2 黏土 6 20.3 23.3 0.433 3 碎石 7.5 24.7 34.7 0.28 荷载取值如下： 1、设备荷载：一般按8KPa计算，超过8KPa按设备实际重量计算。 2、人群荷载：4kPa。 3、路面荷载：20kPa（超载系数取1.0）。 4、水压力: 按全水头考虑。 5、车辆荷载：由于有利于抗浮，不考虑。 5.4 荷载计算 5.4.1 垂直荷载 1、顶板垂直荷载 顶板垂直荷载由路面活载及垂直土压力组成，方向竖直向下。 路面均布活载： 垂直土压力： 顶板垂直荷载为： 标准组合： 基本组合： 2、中板垂直荷载 中板垂直荷载由人群荷载与设备荷载组成，方向竖直向下。 基本组合的选择： 标准组合： 基本组合： 3、底板荷载： 底板垂直荷载即为水浮力，方向竖直向上。 标准组合： 基本组合： 表 5-5 主体结构顶板、中板、底板垂直荷载表（单位：） 顶板 中板 底板 标准组合 85 12 -135 基本组合 117.271 16.192 -200.475 说明：表中正值表示荷载方向为竖直向下，负值表示竖直向上。 5.4.2 侧向荷载 侧向土压力的大小与墙体的变形情况有关，在主动土压力与被动土压力之间变化，在使用阶段取静止土压力进行计算。 一般土压力的计算方法有两种：水土分算与水土合算。采用水土分算时是将地下水位以下的土压力与水压力叠加；水土合算，采用地下水位以下土的重度，只考虑土压力的作用。在实际情况中计算设计荷载时，砂土采用水土分算，而粘性土则用水土合算的方法。 本结构水下部分第一层土粘性土采用水土合算，第二层土为碎石采用水土分算。 选取车站有效站台中心处计算。 各土层侧压力系数： 素填土： 黏土土: 碎石: 1、 基本组合